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真空钎焊高温合金部件
发布时间:2022-11-30

众所周知,在许多应用中,根据各种特定应力或接触,在部件的局部区域需要特定的功能特性,例如提高耐磨性或提高氧化稳定性。为此,已经提出了各种工艺来实现涂层元件与组件的连接。例如,使用焊接手段在刀片[敏感词]熔化沉积一层抗裂合金,然后熔化一层硬质和/或抗氧化/耐腐蚀合金。然而,熔融涂层工艺受到镍基或钴基高温合金极低的可焊性的限制,特别是在铸造状态下。

描述了一种扩散钎焊连接方法,该方法可以将从两种粉末的混合物中获得的预烧结毛坯形式的基本零件添加到镍或钴基高温合金组件中。然而,根据某些应用中寻求的特定表面特性,在某些情况下不可能从均匀的粉末混合物中获得令人满意的自钎焊材料。涂层元素是通过等离子火焰喷涂从三个连续层的生产中获得的。但是,该解决方案仅适用于连接表面平坦的情况,并且还要求施加压力以确保冶金结合。此外,沉积的厚度限制为 1 mm。

为了令人满意地满足各种应用而不遭受上述已知现有技术的缺点,根据本发明,提供了一种在由高温合金制成的部件的局部区域上生产涂层元件的方法,包括以下步骤:a)使由特定金属材料制成的元件具有适合所述部件的所述区域的特定功能特性;b)在所述元素的至少一个表面上沉积由镍或钴高温合金粉末和钎焊填充金属粉末组成的粉末混合物获得的均匀层;c)将步骤(b)获得的涂层元件钎焊到所述部件的所述局部区域;并且,d)机器精加工所述组件。

该方法步骤(a)中元件的制造可以通过机械加工、失蜡铸造或粉末冶金技术来实现。

该方法的步骤(b)中的沉积可以通过在分压下对粉末混合物进行等离子喷涂来实现,或者通过对粉末混合物进行冷压烧结,然后进行致密化处理,或者通过将由粉末混合物制成的条带置于适当的位置,然后进行致密化处理。

优选地,步骤(c)包括将所述涂层元件定位在所述元件的所述局部区域上并通过电容器放电将所述涂覆元件固定到位的初步步骤。然后,可以通过在炉子中的真空下进行热处理或通过在受控气氛中受控的能量束加热来进行钎焊以实现涂层元件和部件之间的冶金接头。

通过在SUS 304不锈钢带上熔覆由Cu与5wt %Ni和8wt %Al组成的镍-铝-铜合金带(0.2 mm厚)制备用于钎焊的复合材料 304.反复轧制工艺,直到Ni—Al—Cu合金复合层总厚度达到50 μm。将这样制备的用于钎焊的复合材料放入管式炉中。然后将材料在真空气氛中预热至500°C,然后在1200°C下加热,并保持真空。或者将铜带(2.5 mm厚)、铝带(0.4 mm厚)和Ni带(0.06 mm厚)按此顺序包覆在SUS 304不锈钢带上,从表面向外侧,并采用轧制工艺制备了用于钎焊的复合材料。反复轧制工艺,直至Cu-Al-Ni复合层整体厚度达到50 μm。将这样制备的用于钎焊的复合材料放入管式炉中。然后将材料在真空气氛中预热至500°C,然后在1200°C下加热,并保持真空。


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